JPS6273944A - 防水構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は耐候性の優れた保護層を有するポリウレタン系
樹脂防水材層からなる防水構造体に関するものである。

［従来の技術］ 従来、屋根や外壁などの建築物の防水層に方法として塗
膜防水施工が広く行なわれている。

塗膜防水施工により得られる防水構造体は、通常多層構
造体である。たとえば、コンクリートやモルタルなどの
基体表面にまず薄いプライマ一層があり、その上に下塗
層、さらにその−１−に上塗層、場合により上塗層上に
仕ｌ−，層等とも呼ばれる保護層がある。プライマ一層
は１．Ｌとして基体と防水層との接着性向−Ｈの機能を
有し、Ｆ塗層は主として基体の小製等による防水層の破
壊を防１卜する緩衝層としての機能を有し、−Ｌ−塗層
は主として防水機能を分担し２ている。下塗層やし塗層
はＵ＆雄レシートどで補強されていることもある。また
、中間層、特に基体と下塗層の間に７オームシートなど
の断熱材層を設けることもある。

上記のように、防水材層は−Ｌとし、てＬ塗層と下塗層
からなり、その材料としては弾性の高い合成樹脂からな
る。たとえば、アクリル酸エステルやメタクリル酸エス
テルの重合体からなるアクリル系樹脂、クロロプレイン
系ゴムなどの合成ゴト、ポリウレタン系樹脂などが多く
用いられ、特にタノールを含むあるいは含まないポリウ
レタン系樹脂が最も広く用いられている。

これら合成樹脂は通常耐候性が不十分であることが多く
、短期間に劣化して防水性能の低下をもたらす。そのた
め、これら合成樹脂の層の表面に耐候性の高い保護層を
設けることが多い。

保護層の材料としてはアルキッド系塗料やアクリルウレ
タン系塗料が多く用いられている。！。

かじ、これら材料も、通常１〜３年で４−Ｊ−キングを
起し、従って１−・・３年毎に保護層を削り取り、再度
保護層を新たｌで設４する必要が生じる。特に、ポリウ
レタン系樹脂からなる防水材は耐候性が問題となり易く
、ｄ外に付設きれるポリウレタン系樹脂防水材において
は、保護層を設けることがほとんど必１の条件となって
いる。

一方、保護層ｌオ低温において七の弾性が低下し易いこ
とも問題とされることが多い。特に、寒冷地においては
冬期に防水層が破損し易く、この原因の１つは保護層の
弾性が低くなりひびきなどを生じ易くなるとともげ、外
的応力により傷を生じ易くなる。従って、保護層には、
耐候性とともに、低温における弾性の保持もまた求めら
れている。

［発明の解決しようとする問題点］ 保護層の耐候性を向上するためには、耐候性の高い塗料
の開発が必要である。耐候性の高い塗料として、いわゆ
るフッ素樹脂塗料が知られているが、通常のフッ素樹脂
塗料は弾性が低く、高い弾性を必要とする保護層形成用
の材料としては適していない、また、低温においても高
い弾性を有する保護層形成材料としては従来の比較的耐
候性の良いアクリルウレタン系樹脂では不十分である。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、前述の問題点を解決すべくなされたものであ
り、弾性の高い含フッ素ポリウレタン系樹脂塗料を保護
層の材料として使用した防水構造体に関するＦ記の発明
である。

基体上に設けられたポリウレタン系樹脂表面を有する防
水層と該ポリウレタン系樹脂表面を保護する含フッ素ポ
リウレタン系樹脂保護層からなり、該保護層の含フッ素
ポリウレタン系樹脂が、水酸基価約１６０以Ｆのフルオ
ロオレフィンコポリマー系ポリオール、水酸基価約２０
０以下の高分子量ポリオール、およびポリインシアネー
ト化合物を反応させて得られ不含フッ素ポリウレタン系
樹脂であることを！ｔ５徴とする防水構造体。

本発明における防水構造体は、＋ｉｉｌ記のように種々
の弾性の高い合成樹脂材料からなる防水材層を必須の構
成部分として有するが、他に繊維シートや断熱材層など
を有していてもよい。合成樹脂材料にはタール、カーボ
ンブラック、着色剤、充填剤、紫外線吸収剤や光安定剤
、難燃剤、可塑剤、その他の添加成分を含んでいてもよ
い。また防水材層は１層構造であっても多層構造であっ
てもよく、後者の場合各層の材料は異なっていてもよい
。また、防水材としては、硬化性の液状合成樹脂材料、
合成樹脂のエマルジョンや溶液、その他の液状材料を塗
布して形成される、いわゆる塗膜防水材であることが好
ましいが、これに限られるものではなく、り１性合成樹
脂やゴム等のシートやフィルムを貼り付けて形成される
、いわゆるシート防水材であってもよい。

本発明において、防水材層の表面はポリウレタン系樹脂
よりなる。即ち、防水材層の最」ユ層はポリウレタン系
樹脂よりなることが必要である。他の合成樹脂よりなる
表面に比較して、ポリウレタン系樹脂表面は含フッ素ポ
リウレタン系樹脂となじみが良好で、また常温、あるい
は比較的低加温下で硬化しうる含フッ素ポリウレタン系
樹脂を比較的耐熱性の低いポリウレタン系樹脂に適用し
うろことも利点となる。好ましくは、防水材層の合成樹
脂材料は内部層を含めてすべて（たとえば２前記Ｊ−、
塗層や下塗層の両者とも）ポリウレタン系樹脂からなる
ことが好ましい。

ト、記防水材層表面を保護する保護層はフッ素原子を有
するポリオール、フッ素原子を有しないポリオール、お
よびポリイソシアネート化合物を反応させて得られる含
フッ素ポリウレタン系樹脂からなる。これらポリオール
やポリイソシアネート化合物は２種以上併用することが
でき、また必要によってさらに他の反応性の原料成分を
用いることもできる。また含フッ素ポリウレタン系樹脂
には、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤などの安定
剤、着色剤、粘度調節剤、レベリング剤その他の副原料
成分を配合することもできる。またこれら原料成分は、
通常溶媒に溶解ないしは分散された塗料組成物として使
用され、この塗料組成物を防水剤層表面に塗布し、乾燥
硬化して保護層が形成される。

必須原料成分の１つであるフルオロオレフィンコポリマ
ー系ポリオールは、フッ素原料を有するポリオールであ
り、耐候性向上のための重要な因子である。このポリオ
ールとしては、水酸基価の異なる何種かのポリオールが
知られているが、弾性の高い含フッ素ポリウレタンン樹
脂を得るためにはその水酸基価が約１６０以下の水酸基
りりの分子量が比較的高いポリオールでなくてはならな
い。特に、水酸基価が約３０〜１２０、さらには約４０
〜８０のポリオールが好ましい。また、このフルオロオ
レフィンコポリマー系ポリオールは溶媒に溶解しうるち
のでなくてはならない。さもないと、良好な塗料組成物
とすることができないからである。

上記溶媒に溶解しうるフルオロオレフィンコポリマー系
ポリオールは基本的に公知のポリオールである。このポ
リオールは、テトラフルオロエチレンやトリフルオロク
ロロエチレンなどのフルオロオレフィンとビニルエーテ
ル系モノマーとのコポリマーを基本構造とし、ビニルエ
ーテル系モノマーの一部ないし全部に水酸基含有ビニル
エーテル系モノマーを用いることによりコポリマーに水
酸基が導入される。フルオロオレフィンコポリマー中の
フルオロオレフィン単位とビニルエーテル系モノマ一単
位の割合は前者約４０〜６０モル％、後者約６０〜４０
モル％であることが好ましい。この割合の範囲外のコポ
リマーや両種のモノマー以外の第３種のモノマーの単位
の割合が多いコポリマーは溶媒溶解性が低小する。また
、本発明においては水酸基価を低くするため、水酸基を
有しないビニルエーテル系モノマーを水酸基含有ビニル
エーテル系モノマーと併用することが通常必要である。

水酸基含有ビニルエーテル系モノマーとしては、ヒドロ
キシアルキルビニルエーテルやヒドロキシシクロアルキ
ルビニルエーテルが好ましく、特に炭素数約６以下のビ
トロアルキル基を有するビニルエーテルが好ましい、具
体的には、たとえば、３−ヒドロキシプロピルビニルエ
ーテル。

４−ヒドロキシブチルビニルエーテル、４−ヒドロキシ
−２−メチルブチルビニルエーテルなどがある。水酸基
を有しないビニルエーテル系モノマーとしては、炭素数
８以下のアルキル基やシクロアルキル基を有するビニル
エーテルが好ましく、たとえば、エチルビニルエーテル
、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ヘ
キシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル
などがある。また、２，２，３．３−テトラグルオロブ
ロビルビニルエーテルなどの含フッ素アルキルビニルエ
ーテルや他のビニルエーテル系モノマーを使用すること
もできる。フルオロオレフィンコポリマー系ポリオール
の固有粘度（テトラヒドロフラン中３０℃で測定される
）は約０．０５〜２．０ｄｌ／ｇ、特に０．０５〜０．
７ｄｌ／ｇのものが好ましい。固有粘度が低すぎると含
フ、Ｘポリウレタン系樹脂の機械的強度が低下し、また
高すぎると施工面で困難をきたすおそれがある。

第２のポリオールである水酸基価約２００以下の高分子
量ポリオールは、含フッ・素ポリウレタン系樹脂の弾性
を高めかつ低温下でその弾性を保持させるために必要で
ある。水酸基価が高すぎると弾性低下の原因となる。一
方、あまり水酸基価が低いと塗料組成物の粘度を高め、
施工に困難をきたすおそれがあるので、その水＃基価の
下限は約３０であることが好ましい。より好ましくは、
約４０〜１６０の水酸基価を有するポリオールが採用さ
れ、特に約６０〜１４０の水酸基価のポリオールが好ま
しい。このポリオールの１分子当り平均の水酸基の数は
約２〜８が適当であるが、あまり高いと弾性を低下させ
易いので約２〜４が好ましい。特に約２〜２，４のジオ
ールを主とするポリオールが好ましい。このポリオール
としては、ポリエーテル系ポリオール。

ポリエステル系ポリオール、炭化水素コポリマー系ポリ
オール（たとえば、ポリブタジェン系ポリオール）、ア
クリル系ポリオール（たとえばヒドロキシアルキル基を
有するアクリレートあるいはメタクリレートと他のアク
リレートあるいはメタクリレートとのコポリマー）、ポ
リカーボネート系ポリオールなどを使用しうる。

具体的には、多価アルコール、多価フェノール、アルカ
ノールアミン、ポリアミンなどの多官能の開始剤にエチ
レンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド
、その他のアルキレンオキシドを付加して得られるポリ
エーテル系ポリオール、テトラヒドロフラン開環重合体
やテトラヒドロフランとアルキレンオキシドの開環兎合
体などのポリオキシテトラメチレン系ポリオールからな
るポリエーテル系ポリオール、ブタジェンやそれとアク
リロニトリル、スチレンなどとの共重合体からなるポリ
ブタジェン系ポリオール、ヒドロキシエチルアクリレー
トなどのヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートとア
ルキル（メタ）アクリレートとの共重合体などからなる
アクリル系ポリオール、ポリエチレンアジペートジーオ
ルやポリブチレンアジペートジオールなどのポリエステ
ル系ポリオール、ポリ（ｌ、６−ヘキジレンカーポネー
ト）ジオールなどのポリカーボネート系ポリオールがあ
る。特に好ましい高分子量ポリオールはポリエーテル系
ポリオールであり、特にポリエーテル系ジオールが好ま
しい。さらに好ましくは、オキシプロピレン基あるいは
オキシテトラメチレン基の割合が高い（約７０重量％以
上）のポリオキシプロピレン系ジオールあるいはポリオ
ギシテトラメチレン系ジオールである。

上記高分子量ポリオールの使用量は、多すぎると耐候性
を低下させ、少なすぎると弾性を低下させる。従って、
その量は、前記フルオロオレフィンコポリマー系ポリマ
ー１００重贋部に対して約５〜５０重量部、特に約８〜
３０重量部が好ましい。

上記ポリオール類と反応してポリウレタン系樹脂を形成
するポリイソシアネート化合物トしては、２以上のイン
シアネート５を有する化合物やその変性物を使用しうる
。ポリイソシアネート化合物としては、脂肪族、脂環族
、あるいは芳香族のポリインシアネート化合物がある。

芳香核に直接結合したインシアネート基を有する芳香族
ポリイソシアネート化合物は改変性ポリイソシアネート
と呼ばれ、それを使用して得られるポリウレタン系樹脂
は黄変化し易いことが知られている。本発明における含
フッ素ポリウレタン系樹月旨は耐候性が求められるもの
であるので、ポリインシアネート化合物としては、黄変
性ポリイソシアネート以外のポリインシアネート（無黄
変性ポリイソシアネート）およびその変性物が好ましい
。無莢変性ポリイソシアネートとしては、たとえばヘキ
サメチレンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシ
アネート、リジンジイソシアネート、その他の脂肪族ポ
リイソシアネート、インホロンジイソシアネート、メチ
レンビス（シクロヘキシルイソシアネート）、ビス（イ
ソシアネートメチル）シクロヘキサン、その他の脂環族
ポリイソシアネート、および、キシリレンジイソシアネ
ート。

α、α、α′、α′−テトラメチルキシリレンジイソシ
アネート、その他の無黄変性芳香族ポリインシアネート
などがある。また、２−インシアネートエチルメタクリ
レートなどのインシアネート基を有するビニルモノマー
の重合体や共重合体を使用することもできる。ポリイソ
シアネート化合物はこれらポリイソシアネートの変性物
であってもよく、たとえばトリメチロールプロパンなど
の多価アルコールで変性したプレポリマー型変性物、カ
ルボジイミド変性物、ウレア変性物、ビューレット変性
物、三量化（イソシアヌレート化）変性物、二量化変性
物などがある。

ポリイソシアネート化合物の使用量は、前記２種のポリ
オールの合計１当量、または後述鎖伸長剤などの任意に
使用しうる原料成分と前記２種のポリオールとの合計１
当量、に対して約０．４〜１．２当量が適当である。当
量比がこれよりも多いと、弾性低下や表面性能の低下を
もたらし、これよりも少ないと機械的強度の低ｆをもた
らすおそれがある。より好ましい当量比は約０．７〜１
．０当祉である。

含フッ素ボ１ノウレタン系樹脂は、前記２神のポリオー
ルとポリイソシアネート化合物を混合するか、あるいは
プレポリマーや準プレポリマーを製造しそれに鎖慎重剤
や架橋剤を加えて、反応硬化させることにより形成され
る。鎖伸長剤や架橋剤としては、低分子ψのポリオール
やポリアミンが適当である。これらは、また前記２種の
ポリオールとともに使用することもできる。しかし、こ
れら低分子量の化合物は含フッ素ポリウレタン系樹脂の
弾性を低下されることが多く、通常は使用されない０本
発明においては、前記のようにポリオールなどの原料成
分や副原料成分を溶剤に溶解し、これにポリイソシアネ
ート化合物を加えて得られる塗料組成物を防水材層の表
面に塗布し、常温あるいは低加温下（約６０℃以下が好
ましい）で乾燥硬化して保護層が形成される。この保護
層の厚さは約１０゜以上が適当で、これよりも薄いと保
護層の機能を充分に発揮し難い。また、あまり厚くなる
と保護層としても弾性が不充分となり易い。保護層の厚
さは、好ましくは約２０〜２００μである。

本発明の防水構造体は、コンクリートやモルタル、ある
いは金属などの無機質材料からなる基体、特に屋根や外
壁などの屋外に露出した基体の防水構造体として優れた
特性を有する。しかし、用途はこれに限られるものでは
なく、建築物や構造物の特に屋外面に施工される防水構
造体として用いることができる。また、その基体材料も
無機質材料に限られるものではなく、木質材料やブンス
ナック材料などの有機質材料であってもよい。

以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明はこれら実施例に限られるものではない。

（実施例） 下記の原料を使用し塗料組成物を製造した。

塗料組成物 フルオロオレフィンコポリマ　１００　ｉ♀：８１！−
系ポリオール” 高分子量ポリオール　　　　　　１０重量部（ＰＴＭＧ
あるいはＰＰＧ）” キシレン　　　　　　　　　　ＩＥｉ５重量部トルエン
　　　　　　　　　　１６５重量部着色剤　　　　　　
　５８玉量部 変性ポリイソシアネート・”　　２２．５重量部水フル
オロオレフィンコポリマー系ポリオールニトリフルオロ
クロロエチレン、エチルビニルエーテル、および４−ヒ
ドロキシブチルビニルエーテルのコポリマー（各単位の
モル％は順に５０．４０．１０　）であって、水酸基価
５７、固有粘度０．２１ｄｌ／ｇ。

＄ｔＰＴＮＧ：水酸基価目Ｏのボリオギシテトラメチレ
ンジオール ｐｐｃ　：水酸基価１１０のポリオキシブロビレンジオ
ール ロを変性ポリイソシアネート二三量化変性へキサメチレ
ンジインシアネー）　（ＮＧＯ含ｉ２１．３重量％） ビルの屋上のコンクリート製基板−Ｌに、市販のポリウ
レタン系ブライマーを約２５０ｇ／ａ２９布し、乾燥硬
化後、市販のガラスクロスを接着剤で固定した。次にそ
のにに、市販の下塗用ポリウレタン系防水材を２．５ｋ
ｇ／ｍ２塗布して硬化し、さらにその上に市販のｈｉ用
ポリウレタン系防水材を２．５ｋｇ／ｍ２塗布して硬化
させた。２４時間後、さらに上記塗料組成物を２５０ｇ
／ｍ２　となる量ロールコート法で塗布して硬化させた
。

上記防水構造体の物性を評価するために、下記の試験を
行なった。ｌＱの容器に上記上塗用ポリウレタン系防水
材の原料の主剤４００ｇと硬化剤４００ｇを正確に秤量
し、金ベラで泡を巻き込まないように、ゆっくりと５分
間攪拌した。この混合物６００ｇを５０ｃｍ角の離型剤
塗布ガラス板上に流延し、ゴムベラで平滑にして、厚さ
２履鳳の層を形成した。２４時間室温で放置後、前、妃
塗料ｍｌ成物を厚さ４０ｇとなるようローλレコー　１
・法テ塗布し、２０°Ｃ、６０ｇ湿度ドで１０［１間養
生した。その後、ガラス板からシー　ｉを！（Ｉ離１２
、次の評価試験を行なった。前記塗料組成物においで、
ＰＴＮＧを含む組成物を使用し、た例を試験例１とし、
ＰＰＧを含む組成物を使用した例を試験例２とする。ま
た、高分子量ポリオールを配合せず、変性ポリイソシア
ネート量を２５重に％とする以外は同様の塗料組成物を
用いて上記方法でシートを作成した。この例を比較例１
とする。

また、前記塗料組成物の代りに市販の防水材トップコー
ト用アクリルウレタン系塗料を用いて、上記方法でシー
トを作成した。この例を比較例２とする６ Ｌ記４種のシートを用いて、テンシロン試験装置（引張
速度５００ｍｍ／分）で２０℃と一２０℃における破断
伸びを測定した。一方、サンシャインウェザオメーター
で塗布面の促進耐候試験を行なった。　３０００詩間後
、２０℃で同様に破断伸びを測定した。各試験結果を下
記第１表に示す。さらに、促進耐候試験で５００　　時
間後、１５００　　時間後、および３００　　時間後の
塗布面の光沢保持率を測定した。各試験結果を下記第１
表に示す。なお、比較例２においては、５００　　時間
後において既にチョーキングが発生していた。

第１表 ［発明の効果］ 本発明における保護層用材料は極めて高い耐候性を有し
ていているのみならず、低温においても高い弾性を有し
、防水材の表面保護機能として従来の材料よりも極めて
優れた特性を有しているものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基体上に設けられたポリウレタン系樹脂表面を有す
   る防水層と該ポリウレタン系樹脂表面を保護する含フッ
   素ポリウレタン系樹脂保護層からなり、該保護層の含フ
   ッ素ポリウレタン系樹脂が、水酸基価約１６０以下のフ
   ルオロオレフィンコポリマー系ポリオール、水酸基価約
   ２００以下の高分子量ポリオール、およびポリイソシア
   ネート化合物を反応させて得られる含フッ素ポリウレタ
   ン系樹脂であることを特徴とする防水構造体。 ２、保護層の厚さが約２０〜２００μである特許請求の
   範囲第１項の防水構造体。 ３、フルオロオレフィンコポリマー系ポリオールが、テ
   トラフルオロエチレンあるいはトリフルオロクロロエチ
   レンからなるフルオロオレフィン、水酸基含有ビニルエ
   ーテル系モノマー、および水酸基を有しないビニルエー
   テル系モノマーの少なくとも３種のモノマーのコポリマ
   ーである、特許請求の範囲第１項の防水構造体。